Meter-Bus

M-Bus или Meter-Bus — стандарт физического уровня для полевой шины на основе асинхронного интерфейса. Также под этим названием понимают коммуникационный протокол, используемый для связи устройств по этой шине.

M-bus преимущественно применяется для приборов учёта электрической энергии (электросчётчики), тепловой энергии (теплосчётчики), расходомеров воды и газа. Данные передаются на компьютер (сервер) напрямую или через концентраторы шины M-Bus, а также усилители-повторители сигнала.

Параметры шины

Шина полудуплексная, допустимые скорости передачи данных 300-9600 бит/с (совместимы со стандартными скоростями UART портов компьютеров и микроконтроллеров, которые и являются источником и приёмником данных). Рекомендуемый тип кабеля: стандартный телефонный (JYStY N*2*0.8 mm). Погонная ёмкость линии не более 180 нФ, сопротивление до 29 Ом. Дальность работы в стандартной конфигурации до 1000 метров. Дальность работы slave-устройства до повторителя сигнала до 350 м. Число устройств в сети до 250.

Мастер передает данные изменяя напряжение на линии: логической «1» соответствует 36 В, логическому «0» 12..24 В. Ведомое устройство передаёт данные нагружением линии: в пассивном состоянии (логическая «1») ток нагрузки на линию связи должен быть не более 1,5 мА и не изменяться в отсутствие передачи. Для передачи логического «0» ведомое устройство увеличивает ток потребления до 11..20 мА. Соответственно, мастер отслеживает изменение тока нагрузки, определяя логическую «1» как неизменный ток, а увеличение тока потребления как логический «0».

Поскольку физическая топология сети шина, то к одной паре проводов может подключаться несколько ведомых устройств (до 250 согласно стандарта). Таким образом суммарный ток потребления шины от мастера может доходить до 250 * 1,5 мА 20 мА = 400 мА. Стандарт разрешает одному ведомому занимать до 4-х единичных нагрузок, то есть до 6 мА.

Существуют интегральные реализации M-Bus AFE для ведомых устройств. Например, Texas Instruments TSS721, ON Semiconductor NCN5150 и NCN5151.

Стандарт не определяет типы электрических соединителей (разъемов).

Стандартизация

Шина M-Bus изначально была описана в европейском стандарте на теплосчетчики EN1434-3 «Heat meters. Part 3: Data exchange and interfaces» и его российской копии ГОСТ Р ЕН 1434-3 «Теплосчетчики. Часть 3: Обмен данными и интерфейсы». Позже M-Bus был также стандартизирован в EN13757 «Системы связи для измерительных приборов и дистанционное считывание показаний с измерительных приборов».

Протокольная часть M-Bus может применяться не только на проводном физическом уровне M-Bus, но и на других физических уровнях. Стандартизовано применение оптического физуровня (согласно EN 62056-21 4.1), радиоканального (868 МГц, EN 13757-4), токовой петли (EN 62056-21 3.1), альтернативный проводной физуровень (согласно EN 13757-6).

Уровень OSI	Стандарт
Прикладной уровень	EN1434-3 EN13757-3
Представительский уровень	Нет
Сеансовый уровень	Нет
Транспортный уровень	Нет
Сетевой уровень	Опционально
Канальный уровень	EN1434-3 EN13757-2
Физический уровень	EN1434-3 EN13757-2

Open Metering System

Open Metering System — европейская инициатива, преследующая цель унифицировать сбор данных с приборов учета ресурсов на основе шины M-Bus. Помимо некоторых упрощений и улучшений в документации предлагается ввести криптографическую защиту данных с помощью симметричного шифра AES. Спецификации OMS открыты.

Ссылки

• Описание протокола на официальном сайте eng
• Пример работы оборудования с протоколом M-Bus
• Описание протокола на русском языке для устройств фирмы Danfoss
• Уровни OSI в M-Bus eng
• Описание на микросхемы драйвера TSS721 в формате PDF